In der Gesteinsphysik ist die Transmissivität (T) [m²/s] das Produkt aus Durchlässigkeit (kj) und Mächtigkeit (H) einer homogenen, isotropen Formation.
Die Transmissivität ist also ein Maß für die Fähigkeit eines Grundwasserleiters Wasser zu transportieren (Gebirgsdurchlässigkeit), wobei im Gegensatz zum Durchlässigkeitsbeiwert oder der Permeabilität die Eigenschaften des Gesamtaquifers inkl. dessen Mächtigkeit berücksichtigt werden. Die Transmissivität wird im Zuge von hydraulischen Bohrlochversuchen aus der Gegenüberstellung der realisierbaren Injektions- oder Förderrate und der beobachteten Wasserspiegeländerung bzw. Druckdifferenz abgeleitet.
Grundlage dafür stellt das Gesetz von Darcy dar. Ist ein Aquifer isotrop und homogen ausgeprägt und ist die Mächtigkeit als konstant anzunehmen, kann die Transmissivität aus dem Durchlässigkeitsbeiwert kf [m/s] und der Aquifermächtigkeit M [m] entsprechend der Beziehung T = kf·M berechnet werden. Bei geschichtetem, inhomogenen und/oder anisotropem Aufbau des Gebirges (z.B. einer ausgeprägten Schichtung in Sedimenten / Se-dimentgesteinen) ist die Transmissivität des Gesamtaquifers die Summe aller Teiltransmissivitä-ten der einzelnen Schichten.
Für eine hydrothermale Nutzung sollten zu erschließende Grundwasserleiter eine Mindesttransmissivität von 5·10-5 m2/s aufweisen. Die hydraulisch angebundene, nutzbare Aquifermächtigkeit sollte dabei 20 m nicht unterschreiten.
Die Transmissivität beschreibt den integralen Wert der Durchlässigkeit über die Aquifermächtigkeit. Die Transmissivität beschreibt also den integralen Wert der Durchlässigkeit kf über die Aquifermächtigkeit H:
Ist der Aquifer homogen und isotrop, so gilt
Bei einem aus einzelnen Schichten aufgebauten Aquifer gilt entsprechend
Wobei die einzelnen Schichten jeweils homogen und isotrop sind.
Integriert man anstatt über den Durchlässigkeitsbeiwert kf über die Permeabilität K, so spricht man von Transmissibilität T* [m3].
Bestimmung
Auswertung von Pump- und Injektionstests.
Die Mindestwerte für eine hydrothermale Nutzung sollten über 5·10-5 m2 s-1 bzw. über 5·10-12 m3 liegen.
Ausgehend von den Methoden von Thiem (1906) hat Logan (1964) die spezifischen Ergiebigkeiten aus Brunnentests als Grundlage genommen, um für den stationären Fall die Transmissivität im gespannten Aquifer und im Aquifer mit freier Oberfläche abzuschätzen. Die spezifische Ergiebigkeit C ergibt sich dabei zu:
C = Q/s [m2 s-1]
mit:
Nach Logan (1964) lässt sich für gespannte Aquifere daraus die Transmissivität abschätzen zu:
T = 1,22 C [m2 s-1]
und für Aquifere mit freier Oberfläche zu:
T = 2,43 C m/ 2(m – s) [m2 s-1]
mit:
Bei dieser Methode werden bohrlochspezifische Einflüsse, wie Brunnenspeicherung oder Skineffekt, nicht berücksichtigt. Daher dient dieses Verfahren nur zur Abschätzung der Größe der Transmissivität.
GICON: Geothermische Potenzialanalyse Projektstandort Darmstadt: Landesamt, 2024
Mathiesen, A., Kristensen, L., Möller Nielsen, C., Weibel, R., Leith Hjuler, M., Rögen, B., Mahler, A., Nielsen, L., H.: Assessment of sedimentary geothermal aquifer parameters in Denmark with focus on transmissivity. In: EGC Pisa (2013)
Stober, I. & Bucher, K. (2021): Geothermal Energy, from House Heating Applications to Electrical Power Production.- 2nd edition, Springer, 390 p.
Zu Literatur siehe:
zuletzt bearbeitet Januar 2025, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
